Forscher entdecken neuen zellulären Weg hinter Schizophrenie-Risiko

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Anonim

Neue Studie zeigt, wie ein Hochrisiko-Gen die Schlüsselchemie des Gehirns unterdrückt

Über Schizophrenie-Ursachen ist wenig bekannt.

Thinkstock

23. Februar 2018

In den letzten Jahrzehnten haben Forscher mehr als 100 Gene identifiziert, die das Risiko für Schizophrenie erhöhen können - eine schwere psychische Erkrankung, die zu Denkstörungen, Wahnvorstellungen und Halluzinationen führen kann. Eines dieser Gene heißt Neuregulin 3, und Menschen mit bestimmten Variationen dieses Gens haben ein erhöhtes Risiko, an erkranken. Aber bis vor kurzem waren die Forscher nicht sicher, genau wie Neuregulin 3 Schizophrenie Risiko beeinflusst.

Studie enthüllt Hinweise auf Ursachen von Schizophrenie und anderen schweren psychischen Erkrankungen

In einer neuen Studie, die am 20. Februar 2018 im Journal Proceedings der National Academy of Sciences veröffentlicht wurde, zeigten Forscher der Case Western Reserve Universität in Cleveland, dass Neuregulin 3 mit bestimmten Neurotransmittern vermischte - Chemikalien, die den Gehirnzellen helfen, miteinander zu kommunizieren. Sie sagen, die Ergebnisse könnten eines Tages bei der Entwicklung gezielterer medikamentöser Behandlungen für Schizophrenie und andere schwere psychische Erkrankungen helfen.

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Die Herausforderungen der Schizophrenie-Behandlung

Schizophrenie betrifft etwa 1 von 100 Menschen in den Vereinigten Staaten. Die Ursachen der Schizophrenie sind nicht gut verstanden. Ärzte und Wissenschaftler halten eine Kombination aus genetischen und Umweltfaktoren für wahrscheinlich.

"Die Behandlung schwerer psychischer Erkrankungen ist alles andere als befriedigend", schreiben die Studienautoren. "Das Gehirn ist so komplex, und wir fangen gerade erst an zu verstehen, wie verschiedene Schaltkreise und Signalwege des Gehirns zusammenwirken", sagt Lin Mei, PhD, Neurowissenschaftlerin an der medizinischen Fakultät der Case Western Reserve Universität in Cleveland, Ohio und leitende Studienautorin.

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Die neue Studie hilft, einen möglichen Weg aufzuklären: Neuregulin 3 kodiert für ein Protein (auch Neuregulin 3 genannt). Dr. Mei und seine Kollegen wussten, dass einige Menschen mit Schizophrenie erhöhte Spiegel dieses Proteins hatten, aber es war nicht klar, was diese erhöhten Spiegel mit dem Schizophrenie-Risiko zu tun hatten.

Wie diese Studie über Genetik und ernsthafte Geisteskrankheit funktioniert hat

Mei und Kollegen mutierten das Gen, das für das Neuregulin-3-Protein kodiert, in verschiedenen Gruppen von Gehirnzellen in Mäusen. Sie wollten zeigen, welche Arten von Gehirnzellen für die Veränderungen der Proteinwerte empfindlich sind. Als sie das Gen in pyramidalen Neuronen mutierten - einer spezialisierten Art von Gehirnzellen, die das Gehirn aktivieren - fanden sie heraus, dass die Mäuse Schwierigkeiten hatten, Labyrinthe zu navigieren und sich seltsamen Mäusen gegenüber seltsam verhalten, was die Forscher als übereinstimmend mit Schizophrenie bezeichnen.

Das Mausmodell ist weit davon entfernt, perfekt zu sein, bestätigt Mei. Schizophrenie ist eine Denkstörung, und es ist unmöglich zu wissen, was eine Maus denkt, erklärt er. "Aber wir können versuchen, einige der Symptome zu modellieren", sagt er. Mausstudien können Forschern helfen, die Arten von Nervenzellen zu identifizieren, die möglicherweise beteiligt sind, fügt Mei hinzu.

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Beweise schlagen vor, dass Gene die Kommunikation mit Gehirnzellen stören könnten

Die Forscher untersuchten dann genauer, wie Neuregulin 3 auf zellulärer Ebene funktioniert. Sie züchteten pyramidale Neuronen in Petrischalen im Labor und erhöhten die Niveaus von Neuregulin 3, um die Niveaus des Proteins nachzuahmen, das in den Gehirnen von Leuten mit Schizophrenie gefunden wird. Sie fanden heraus, dass zu viel Neuregulin 3 die Freisetzung eines Neurotransmitters namens Glutamat unterdrückt, das in den Gehirnzellen gefunden wird. Dies geschah, indem man sich mit der Bildung eines wichtigen Proteinkomplexes beschäftigte, der Neurotransmitter wie Glutamat zwischen Nervenzellen einleitet.

Glutamat ist einer der wichtigsten chemischen Botenstoffe, die Gehirnzellen verwenden, um miteinander zu kommunizieren. Es hilft Neuronen und andere Gehirnzellen zu aktivieren und ist wichtig für Lernen und Gedächtnis. Einige Menschen mit Schizophrenie haben eine niedrigere als normale Glutamataktivität im Gehirn.

"Unsere Studie liefert eine Erklärung dafür, wie diese Glutamat-Unterfunktion - oder Insuffizienz - bei einer Untergruppe von Menschen mit Schizophrenie auftreten kann", sagt Mei.

Aufdeckung neuer Arzneimittelziele zur Behandlung von Schizophrenie

Der molekulare Weg, über den das Neuregulin 3-Gen die Glutamatfreisetzung zu kontrollieren scheint, ist eine neue Entdeckung. Die Entdeckung neuer Wege ist ein wichtiger erster Schritt zur Identifizierung neuer Ziele für die medikamentöse Therapie, so Mei.

Mehr Forschung, um Wissenschaftlern zu helfen, zu verstehen, wie Neuregulin 3 und andere Gene die Neurotransmitteraktivität im Gehirn unterdrücken, könnte zu neuen Therapiezielen für eine Anzahl von schweren Geisteskrankheiten führen, fügt er hinzu. In Zukunft könnte zum Beispiel ein neues Medikament entwickelt werden, um auf das Neuregulin 3-Gen und niedrigere Neuregulin-3-Proteinspiegel in den Gehirnen von Menschen mit Schizophrenie einzuwirken.

Mehr Forschung zu Ursachen und Behandlungen von Schizophrenie wird benötigt

Mei weist darauf hin, dass solche Behandlungen noch in weiter Ferne sind. Gentherapien sind für die Behandlung schwerer psychischer Erkrankungen unbewiesen. Im Fall von Neuregulin 3 ist noch nicht bekannt, ob eine Modulation des Neuregulin 3-Signalweges zur Erhöhung der Glutamataktivität im Gehirn tatsächlich die Schizophreniesymptome bei Menschen mit dieser Störung verringern würde. Aber, sagt Mei, es ist ein Anfang.

Forscher entdecken neuen zellulären Weg hinter Schizophrenie-Risiko
Kategorie Von Medizinischen Fragen: Krankheiten